Den här bilden, tagen med kameran High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), visar distinkta band av växlande ton och ljusstyrka inom "Murray-formationen" på Mars. Sådana här hällar är vanliga i hela formationen, även om ursprunget till bandningen är okänt. Dessa band kan representera vattenhaltiga processer som inträffade antingen under eller efter att sedimenten från Murray-formationen avsattes. Kredit:NASA/JPL-Caltech
En ny artikel baserad på utforskning av NASA:s Curiosity Mars-rover – och granskad av en astronaut när hon var på den internationella rymdstationen (ISS), i vad som kan vara en första för peer-reviewed vetenskapslitteratur – beskriver hur dramatiskt olika geologi på Mars fungerar utifrån det på jorden.
Tidningen är en del av ett pågående försök att förstå stencykeln på den röda planeten – det vill säga hur bergskikten bildas, förändras och förstörs – vilket skulle ge något av en Rosetta-sten för geologer som skulle göra det möjligt för dem att dechiffrera och tolka de observationer och prover som erhållits av nuvarande och framtida Mars-uppdrag.
Nyckelfynden av detta specifika dokument är att den till synes milda kraften av vinderosion driver processen som avslöjar skiktade bergskikt på Mars. Detta står i skarp kontrast till jorden, där stenlager avslöjas genom den dynamiska kombinationen av tektonisk aktivitet som driver bitar av land uppåt och vattenerosion från floder som skär in i dessa stenar uppifrån och ner.
"Erosionsarbetet på Mars drivs huvudsakligen av vinden som fungerar som en fjäderdammsugare under hundratals miljoner till till och med miljarder år. Detta skiljer sig mycket från jorden, till exempel, där den extrema robustheten i San Gabriel-bergen skapas genom strömmar av regnvatten som dissekerar landskapet under relativt korta perioder av geologisk tid", säger John P. Grotzinger, professor i geologi vid Harold Brown och Ted och Ginger Jenkins ledarskapsordförande vid avdelningen för geologiska och planetära vetenskaper.
Grotzinger är den tidigare projektforskaren i Curiosity-uppdraget och medförfattare till Mars-erosionspapperet, som publicerades den 8 juni i Journal of Geophysical Research:Planets (JGR ). Tidningens huvudförfattare, Jessica Watkins, arbetade med Grotzinger medan hon var postdoktor vid Caltech. I juni 2017 valdes Watkins ut som NASA-astronaut och i april 2022 sköt hon upp i rymden för att arbeta på ISS. Watkins har skrivit klart JGR uppsats medan hon var postdoc vid Caltech och lämnade in den till tidskriften när hon gick i astronaututbildning. När korrekturerna av tidningen var klara för henne att granska, var hon i rymden – så hon gav sin sista input om papperet från låg omloppsbana runt jorden.
Stencykeln på jorden kontra Mars
För att föreställa dig skillnaderna mellan landformbildning på jorden och på Mars, tänk på Himalayabergen i Asien, där Mount Everest ligger. Bergen pressas uppåt på grund av tektoniska krafter som driver den indiska subkontinenten in i Asien, men när de gör det skär floden Indus stadigt ner genom den stigande landmassan. Resultatet av båda processerna är exponeringen av bergskikt som geologer använder för att lära sig mer om planetens utveckling och historia.
Trots iakttagandet av små marsbävningar av Mars InSight-landaren, saknar Mars de tektoniska plattorna som orsakar det mesta av skakningarna på jorden. Istället är den röda planeten nästan helt formad av formad av eolisk, eller vind, erosion.
Mars atmosfäriska volym är bara 1 procent av jordens, så man kanske inte förväntar sig att vinderosion är så viktig på planeten. Under de senaste decennierna har geologer hävdat att effekten av modern vind som orsakar erosion på Mars är mycket begränsad. Och ändå verkar det nu som att vinderosion spelar en nyckelroll när det gäller att driva stencykeln på Mars, säkerligen under dess tidigare historia före 3 miljarder år sedan när stenarna vid Gale Crater bildades och sedan eroderades.
Gale Crater är en torr sjö med en diameter på 96 mil precis under Mars ekvator. När Curiosity rullade över den, spårade rovern Murray-formationen, ett 300 meter tjockt lager av skiktad lersten som är uppkallad efter den avlidne Bruce Murray, en Caltech-professor i planetvetenskap och tidigare chef för Jet Propulsion Laboratory (JPL) , som Caltech förvaltar för NASA. Mudstone är sten som bildades av finkornig lera som komprimerades med tiden.
När de studerade Curiositys observationer noterade Watkins, Grotzinger och deras kollegor att Murray-formationen - som bildades av sediment avsatta av vatten - har ätits upp uppifrån och ner. Vidare visar sedimenten som avsatts på toppen en korsbädd som tyder på gamla sanddyner som marscherar över en öken, drivna av vind. På det hela taget ser landskapet ut som en blöt miljö som togs över av Gobiöknen.
"Gale Crater är en spektakulär plats där du kan dokumentera flera cykler av erosion," säger Grotzinger. "Allt detta hjälper oss att förstå hur Mars fungerar överlag, och kommer att informera forskare som också tolkar observationerna av Perseverance-rovern."
Artikeln har titeln "Begravning och uppgrävning av sedimentära bergarter avslöjat av Base Stimson Erosional Unconformity, Gale Crater, Mars." + Utforska vidare
